Om die afhanklikheid van die druk op die temperatuur te ondersoek - niks kon makliker wees ...

Studie van die fisiese eienskappe van die gas

Die geskiedenis van wetenskaplike ontdekking begin dikwels met die feit dat die "regte" persoon in die regte plek op die regte tyd. Dit is wat gebeur het met die studie van gasse. Franse fisikus, chemikus, het ingenieur Serge Charles belangstel in lugvaartkunde. In hierdie verband, was dit nodig om die afhanklikheid van die druk op die lugtemperatuur te bestudeer. Natuurlik, het die hitte altyd die eerste instrument van navorsers was. Tog, 'n kragtige, maklik om die bron van energie, en altyd byderhand te beheer. Die oudste instrument van kennis was nog altyd die toetssteen van al "Wel, wel, kom ons kyk wat sal gebeur wanneer dit sensitief is vir hitte, en as jy voeg ..." ens

En wat is so interessant om Charles vind in gasse? Ons voer jou eie navorsing. Neem die glasbuis, aan die een kant sal dit styf toemaak, en rangskik in 'n suier wat gly langs die buis. Volgende stel die hitte bron - die gewone alkohol lamp - en toe te rus ons laboratorium bank meters temperatuur en druk - dit was op die temperatuurafhanklikheid van die druk wat ons gaan verken. So kom ons begin ...

Ons het 'n sekere bedrag van gas in die volume begrens laagtepunt bereik silinder en die suier. Los suier podogreem alkohol lamp en die toets gas. Ons skryf die aantal druk waardes Pn en die gas temperatuur Tn. In die ontleding van die data wat verkry, sien ons dat die druk afhanklikheid van die temperatuur eweredig natuur - neem toe met toename in temperatuur en druk. Let daarop dat die suier is onderworpe aan verskillende druk: buite - is atmosferiese, en die binnekant - uit die verhitte gas. Vir die volgende eksperiment sal die suier retainer te verwyder en sien dat die suier beweeg om die druk gelykmaking. Maar dit sal die bedrag van gas te verander, en die bedrag (gewig) dieselfde gebly. Ons aflei dat Charles ontvang: die konstante massa en volume van die gas druk is direk eweredig aan temperatuur - eenvoudig en smaakvol.

Met ander woorde, teen 'n konstante volume, die druk toeneem op verwarming, en teen 'n konstante druk terwyl verhitting bedrag verhoog. Vir ballonvaren dit beteken dat tydens die verhitting van die lug van die branders, sit dit uit en sy volume toeneem, en die volume van die gebied - nie. Dus, meer lug laat die bal en die binnekant is die lugmassa minder as die massa van dieselfde volume van lug van buite af. Vure Archimedes se beginsel, en die bal is niks om te doen nie, maar om te vlieg na die vreugde van die gehoor.

Maar die merkwaardigste bevinding is dat die druk P en temperatuur T verwant deur P1 / T1 = V2 / T2 = .... = Pn / Tn = CONST. Dit kan anders vertolk word: P = K * T, waar k - 'n soort van gas konstant. As ons hierdie verhoudings op individuele temperatuur waardes, druk en volume van toepassing is, kan jy 'n bekende konstantes kry. Byvoorbeeld, is die volume van die gas verhoog tydens verhitting by 1 graad te 1/273 van die aanvanklike waarde.

Natuurlik, groot belangstelling is die druk afhanklikheid van 'n stowwe by die temperatuur van fase-oorgang, byvoorbeeld, vloeistof na gas. Die naaste voorwerp vir studies van hierdie aard is water. Gevorm bo die waterdamp is die gevolg van die oorgang van 'n sekere aantal watermolekules vanaf die eksterne omgewing. Dit is verhinder deur twee faktore - die magte van oppervlakspanning en eksterne druk. Oorkom hulle kan net die molekules met genoeg energie potensiaal bekostig - temperatuur ekwivalent. Daar is twee maniere om hierdie kapasiteit bereik: dit is moontlik om die energie van watermolekules deur verhitting of verminder weerstand te verhoog aan eksterne druk. Die eerste metode word bevestig deur die bekende feit - verhitte water verdamp vinnig, en die tweede - die vermindering van die energie drumpel molekules verlaat van die "ouer" omgewing.

Kom ons gaan terug na ons laboratorium omgewing gaan. Die ruimte onder die suier is gevul met water, net 'n bietjie, net 20-40 g Let daarop dat die suier vrylik moet beweeg, en die stelsel moet myn klep. As die water verhit word, waterdamp gevorm sal die suier te skuif en die vrylating self "plek in die son." Die ruimte bo die suier verbind word aan 'n toevoer van lug met 'n veranderlike druk, byvoorbeeld, stel die tweede suier staaf hand hanteerbaar. Nou is dit moontlik om die temperatuur afhanklikheid van die dampdruk te ondersoek. Beweeg die suier en stok, die verandering van die eksterne druk op die eerste suier. Intermediêre data op te los. Korrek sal die stoom temperatuur tydens bestendige, maw vang onveranderd, ten minste kortliks die betekenis. As ons nalaat die hitte-uitruiling met die omgewing, die gedrag van die twee is nie baie verskillend van die gedrag van 'n ideale gas.

Interessant genoeg, selfs op so 'n primitiewe opstel waargeneem kan word afhanklikheid kookpunt van druk. Onthou dat oorgang kokende vloeistof genoem te damp met die vorming van borrels regoor die vloeistof volume. so los kookpunt baie maklik. Hier weer die druk toeneem, sal die vloeistof kook temperatuur verhoog, en dus is dit maklik vir die oningewydes te verbasend truuk te demonstreer - kookwater by 'n temperatuur van net 80 grade Celsius of oënskynlik teenstrydig met gesonde verstand, meer as in dieselfde 110 grade Celsius.

Dit is omdat na die ondersoek na die gedrag van gas, dampe wanneer blootgestel aan bronne hitte op die saak, in die einde, en verskeie hitte-enjins is geskep: die stoomenjin, draagbare enjin, die enjin, die binnebrandenjin. En min weet dat die eersgeborenes onder hulle, natuurlik, moet in ag geneem word 'n ballon.